Сталь

 

Изобретение относится к области металлургии, к сталям используемым для изготовления штампов для горячего деформирования, именщих разогрев рабочей поверхности до 545°С, при прессовании изделий типа конусов из высокопрочной теплостойкой стали. Цель изобретения - увеличение при повышенных температурах твердости. ударной вязкости, линейных размеров критического раскрытия трещины,окислительной стойкости, термической усталости, а также технологически при ковке. Повышение этих характеристик достигается дополнительным легированием танталом, скандием, годолинием и лантаном. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,42-0,64,- кремний 0,7-1,0; марганец 0,30-0,68; хром 3,4-4,4; молибден 0,1-1,2; ванадий 0,30-0,60; титан 0,1-0,4; никель 0,7- 1,2; бор 0,003-0,0065; тантал 0,1- 0,3; скандий 0,03-0,09; гадолиний 0,09-0,21; иттрий 0,08-0,19; алюминий 0,03-0,06; лантан 0,03-0,08; железо и примеси остальное. Сталь может использоваться для штампов и пуансонов горячего деформирования. 2 табл. х ш (Л ее ю 00 4ii

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1328402 А 1 (51) 4 С 22 С 38/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ р(ъ -гg „- :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3,:, QÓ ÓÄ 5: >

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3935877./22-02 (22) 26.07.85 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (72) А.Г.1лазистов, В.А.Воробьев и А.С.Снитко (53) 669.15-194 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1062301, кл. С 22 С 38/54, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1157122, кл. С 22 С 38/54, 1983. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области металлургии, к сталям используемым для изготовления штампов для горячего деформирования, имеющих разогрев рабочей поверхности до 545 С, при прессовании изделий типа конусов из высокопрочной теплостойкой стали.

Цель изобретения — увеличение при повышенных температурах твердости, ударной вязкости, линейных размеров критического раскрытия трещины,окислительной стойкости, термической усталости, а также технологически при ковке. Повышение этих характеристик достигается дополнительным легированием танталом, скандием, годолинием и лантаном. Стань содержит, мас.7.: углерод 0,42-0,64; кремний

0,7-1,0; марганец 0,30-0,68; хром

3,4-4,4; молибден 0,1- 1,2; ванадий

0,30-0,60; титан О, 1-0,4; никель 0,71,2; бор 0,003-0,0065; тантал 0,10,3; скандий 0,03-0,09; гадолиний

0,09-0,21; иттрий 0,08-0, 19; алюми.ний 0,03-0,06; лантан 0,03-0,08; железо и примеси остальное. Сталь может использоваться для штампов и пу- ансонов горячего деформирования.

2 табл, 28402

Продолжение табл.1

Содержание,мас.7., в составе

Компоненты г

Марганец

0,49 0,68

3,9 4,4

0,30

Хром

3,4

Молибден

0,45 0,60

0,30

Ванадий

Титан

0,25 0,4, 0,1

0,95 1,2

0,7

Никель

Бор

0,3

0,2

0,1

Тантал

0,09

0,06

0,03

0,15

0,21

0,09

Гадолиний

Содержание, мас.Х, в составе

Компоненты

Иттрий

I I

Алюминий

1 2

Лантан

Углерод

0,53 0,64

0,42

0,85 1,0

0,7

Кремний

Таблица 2

Линейные размеры

Технологичность

Термическая уста1остьр М) цикл

Ударная вязкость

KCV

150/2/10, КДЖ/м2 при 545 С т с к ( о г при ковке критического раскрытия трещины, К,, мм

Предлагаемая

6500 Легко

0 34

0,256

51,9 1205 куется

То же

6325

0,28

0,225

0,197

53,? 1135

55,8 1090

6200

0,20

13

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству сталей, которые могут быть использованы для изготовления штампов диаметром до 200 мм и высотой до 300 мм горячего деформирования, имеющих разогрев рабочей поверхности до 545 С, при прессовании изделий типа конусов из высокопрочной теплостойкой стали.

Целью изобретения является увеличейие при повышенных температурах твердости, ударной вязкости, линейных размеров критического раскрытия трещины, окислительной стойкости и термической усталости и повышение технологичности при ковке.

В табл. 1 представлен химический состав плавок предлагаемой стали, в табл. 2 — механико- технологические свойства предлагаемой и известной стали.

Таблица 1

25 Скандии

0,8 1,0 1,2

0,003 0,0047 0,0065

0,08 0,135 0,19

0,03 0,045 0,06

0,03 0,055 0,08

Остальное

1328402

Известная

О, 143

5840

39,6 984

0,59

Тяжело куется

0,42

5410

50,1 790

51,0 700

0,078

0,064

То же

0,38

5205

Очень тяжело куется

О 4(b — Iо ) д о

С- т 1

Образцы для определения твердости, ударной вязкости, линейных размеров критического раскрытия трещины,окислительной стойкости, термической усталости вырезаются в направлении поперек волокна электроэрозионным способом с поверхности заготовок диаметром 200 мм и высотой 300 мм, закаленных при температуре аустенизации 1110 С с выдержкой 2,5 ч и охлажденных в масле с последующим трехкратным отпуском при 560 С продолжительностью 2 ч.

Твердость замеряется на образцах размером 15 15 15 мм на приборе

Роквелла типа ТК-2 при 545 С. Для определения ударной вязкости применяются образцы типа I по ПЗСТу при Vвиде концентратора (R = 1+0,07 мм).

Испытания на определение линейных размеров критического раскрытия трещины (4) производят на образцах 12" 12 > 65 мм. Образцы имеют треугольный надрез с углом 45 и наведенную усталостную трещину. Испытания проводят на машине ИМ-4А при 545 С со скоростью деформирования 1,2 мм/мин (расстояние между опорами 40 мм), приложение нагрузки сосредоточенное на 1/2 1 образца с записью диаграммы, по которой определяют время протекания пластической деформации (i „ ) до момента ращрушения образца. Величину критического раскрытия трещины вычисляют по формуле

20 где Ь вЂ” длина в поперечном сечении образцы, мм;

1 — длина трещины, мм;

f — прогиб образца к моменту разрушения, ьы;

Ь вЂ” половина расстояния между опорами образца, мм;

,„ — время протекания пластической деформации до момента разрушения образца, мин;

З0 V — скорость перемещения эахвадеф тов установки, мм/мин.

Испытания на окислительную стойкость проводят на образцах диаметром

5 мм и длиной 10 мм. Для определения

Зб окислительной стойкости образцы укладывают в алундовые тигли с мелкой окалиной малоуглеродистой стали марки 20ХЗМВФ и засыпают этой же окалиной сверху. Тигли с образцами нагре40 вают в электрической печи до 545 С в течение 14 ч и охлаждают тигли с образцами и окалиной на воздухе.

Термическую усталость определяют на образцах диаметром 20 мм и длиной

45 55 мм. Для определения термической усталости образцы нагревают токами высокой частоты на установке ЛПЗ-67В при частоте тока 60-74 кГц на глубину 1,2-1,5 мм. Термический цикл вклюВ0 чает нагрев образцов до 545 С в течение 6 с и охлаждение в масле до

20 С. Через каждые десять термических циклов образцы зачищают и исследуют на наличие трещин. Термическая

55 усталость определяется по числу термических циклов до образования первой трещины.

Технологичность при ковке оценивают по способности к деформации в

8402 окислительной

132

6 стойкости, термической овышения технологичносона дополнительно соскандий, гадолиний и едующем соотношении ком.7:

Составитель С.Деркачева

Редактор И.Шулла Техред М.Моргентал Корректор В.Бутяга

Заказ 3455/30 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 ковочном интервале температур и по наличию или отсутствию трещин в прутках диаметром 15 мм. Для этого заготовки сечением 100 х 100 мм нагревают в кузнечной нагревательной печи до

1180 С и проковывают под молотом БШ-350 на круг диаметром 15 мм. При этом температура конца ковки соответствует допустимой (950 С). Способность к ковке оценивают по трехбальной шкале: куется очень тяжело, тяжело и легко.

Формула и э о б р е т е н и я

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, титан, никель, бор, иттрий, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения при повышенных температурах твердости, ударной вязкости, линейных размеров критического раскрытия трешины, усталости и п ти при ковке, держит тантал лантан при сл понентов, мас

Углерод

Кремний

Марганец

1О Хром

Молибден

Ванадий

Титан

Никель

15 Бор

Иттрий

Алюминий

Тантал

Скандий

20 Гадолиний

Лантан

Железо

0,42-0,64

О, 7-1,0

Оэ 30-Оь 68

3,4-4,4

0,8-1,2

0,30-0,60

0,1-0,4

О, 7-1,2

0,003-0,0065

0,08-0,19

0,03-0,06

О, 1-0,3

0,03-0,09

0,09-0,21

0,03-0,08

Остальное